Utrata gruntów na wybrzeżach Arktyki, spowodowana podnoszeniem się poziomu morza, erozją i osiadaniem wiecznej zmarzliny, postępuje coraz szybciej, a do 2100 r. przewiduje się bezprecedensowe skutki. Osiadanie wiecznej zmarzliny będzie dominować w cofaniu się linii brzegowej, co uwydatni pilną potrzebę opracowania strategii adaptacyjnych w celu ochrony społeczności arktycznych.
Zdaniem naukowców połączone skutki podnoszenia się poziomu morza, topnienia wiecznej zmarzliny i erozji mogą spowodować utratę gruntów w przybrzeżnych regionach Arktyki, która znacznie przekracza wpływ któregokolwiek z tych zagrożeń klimatycznych osobno.
Chociaż dane lotnicze i satelitarne gromadzone przez 75 lat dokumentowały erozję wybrzeży jako rosnące zagrożenie w Arktyce, mniej uwagi poświęcono innym zagrożeniom, takim jak skumulowane skutki podnoszenia się poziomu morza i osiadania wiecznej zmarzliny. Ta rozbieżność w podejściu utrudnia kompleksową ocenę porównania tych procesów z erozją wybrzeża i interakcji z nią, powodując utratę gruntów.
Badania na arktycznej równinie przybrzeżnej Alaski
Nowe badanie w Postępowanie Narodowej Akademii Nauk przez naukowców z Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) i innych instytucji akademickich koncentruje się na Arktycznej Równinie Przybrzeżnej (ACP) na Alasce, krajobrazie o powierzchni ponad 60 000 kilometrów kwadratowych, położonym na niskim wzniesieniu i płaskorzeźbie, obfitującym w bogatą w lód wieczną zmarzlinę, która jest jednym z najwyższe tempo podnoszenia się poziomu morza i erozji wybrzeży w Arktyce.
„Nasze odkrycia podkreślają ryzyko, jakie dla społeczności przybrzeżnych stwarzają rosnące zagrożenia klimatyczne i podkreślają potrzebę planowania adaptacyjnego dla społeczności arktycznych w strefach utraty gruntów w XXI wieku” – zauważa badanie.
„Złożone skutki klimatyczne przyspieszają zmiany wybrzeża” – powiedział główny autor badania Roger Creel, doktorant na Wydziale Oceanografii Fizycznej WHOI. „Występuje nieliniowe przyspieszenie uderzeń przybrzeżnych, którego powinniśmy się spodziewać w miejscach takich jak Północna Alaska”.
„Wyniki tego badania ujawniają bezprecedensową transformację wybrzeży Arktyki na Alasce. Do roku 2100 połączone skutki erozji wybrzeża, wzrostu poziomu morza i osiadania wiecznej zmarzliny prawdopodobnie wypchną linię brzegową North Slope w głąb lądu do miejsca, do którego nie dotarła od ostatniego okresu międzylodowcowego ponad 100 000 lat temu” – stwierdził współautor badania Benjamin Jones, profesor nadzwyczajny w Instytucie Inżynierii Północnej Uniwersytetu Alaski w Fairbanks. „Odkrycia te reprezentują zmianę paradygmatu w Arktyce XXI wieku, podkreślając pilną potrzebę opracowania strategii adaptacyjnych w celu ochrony bezbronnych społeczności i infrastruktury w obliczu skumulowanych zagrożeń klimatycznych”.
Metodologia i kluczowe wnioski
W badaniu wykorzystano 5-metrową topografię, szacunki głębokości jezior przybrzeżnych pochodzące z satelitów oraz empiryczne oceny osiadania gruntu w wyniku rozmrożenia wiecznej zmarzliny, a także prognozy erozji wybrzeża i wzrostu poziomu morza dla scenariuszy średnich i wysokich emisji sporządzone przez IPCCt Raport z oceny.
„Badanie to podkreśla wartość pracy ponad granicami dyscyplin w celu uzyskania solidniejszych prognoz ewolucji przybrzeżnej Arktyki w nadchodzącym stuleciu” – powiedziała współautorka Julia Guimond, asystent naukowy w Wydziale Stosowanej Fizyki i Inżynierii Oceanów WHOI. „Nasza praca pokazuje, że do roku 2100 całkowita utrata gruntów przewyższy straty spowodowane erozją nawet ośmiokrotnie. W tym miejscu skupiamy się na procesach wpływających na Arktyczną Równinę Przybrzeżną na Alasce, ale najważniejszy wniosek to połączenie skutków wielu zagrożeń, co ma zastosowanie do planowania odporności wybrzeża na całym świecie”.
„Wzdłuż bogatych w lód wybrzeży wiecznej zmarzliny powierzchnia lądu opada szybciej niż podnosi się poziom mórz. W nadchodzących dziesięcioleciach osiadanie wiecznej zmarzliny przesunie linię brzegową dalej w głąb lądu niż przesunie ją sama erozja wybrzeża lub samo podniesienie się poziomu morza, a to osiadanie będzie w dłuższej perspektywie zdominować zmiany wybrzeża Arktyki” – powiedział współautor Pier Paul Overduin, starszy naukowiec w Centrum Badań Polarnych i Morskich Instytutu Alfreda Wegenera im. Helmholtza w Poczdamie w Niemczech.
Wezwanie do działania
Creel powiedział, że ludzie mieszkający na północnej Alasce znają skutki odwilży wiecznej zmarzliny. Dodaje jednak, że agencje takie jak Korpus Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych i Federalna Agencja Zarządzania Kryzysowego przydzielają wiele swoich zasobów w oparciu o opublikowaną literaturę. „Tego rodzaju ciała dysponujące dużymi zasobami mogły nie zwracać wystarczającej uwagi na osiadanie wiecznej zmarzliny jako czynnik zmiany wybrzeża. To badanie jest sygnałem alarmowym, który zachęca do poszerzenia dyskusji”.
Linia brzegowa Arktyki opanowana przez powodzie „będzie stwarzać nowe wyzwania dla społeczności, których ojczyzny – w tym infrastruktura, tereny łowieckie, drogi dostępu do źródeł utrzymania, miejsca dziedzictwa kulturowego, krajobrazy i sama gleba – znikają” – czytamy w badaniu. „Przyszłe badania nad ewolucją linii brzegowej Arktyki powinny być motywowane potrzebami tych społeczności, które będą potrzebować wsparcia, aby zareagować na zmianę paradygmatu w XXI wiekuul stulecia zmiany wybrzeża Arktyki, które tutaj projektujemy.”
Odniesienia: „Osiadanie wiecznej zmarzliny, podnoszenie się poziomu morza i erozja przekształcają arktyczną strefę przybrzeżną Alaski”, Roger Creel, Julia Guimond, Benjamin M. Jones, David M. Nielsen, Emily Bristol, Craig E. Tweedie i Pier Paul Overduin, 3 grudnia 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2409411121
Finansowanie tego badania zostało zapewnione przez stypendium podoktorskie Woods Hole Oceanographic Institution oraz Prezydent’s Innovation Fund, granty amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki oraz Deutsche Forschungsgemeinschaft w ramach niemieckiej strategii doskonałości, przy dodatkowym wsparciu zapewnionym w postaci nagrody Broad Agency Announcement od korpusu armii amerykańskiej Centrum Badawczo-Rozwojowego Inżynierów Inżynierów – Laboratorium Badań i Inżynierii Zimnych Regionów.
